Presencia de hierro y manganeso en aguas subterráneas en Esparza y Orotina - Santamaría Garro, Roberto (2023)
Se tomaron muestras del agua subterránea obtenida en pozos de abastecimiento para consumo humano de las localidades de San Juan Grande y Juanilama, en el cantón de Esparza, en Puntarenas, así como, Uvita y Coyolar de Orotina, en Alajuela. Se estudiaron los mecanismos que controlan los ciclos biogeoquímicos de esos elementos mediante la información geológica, hidrogeológica e hidrogeoquímica de la zona de estudio, para evaluar la influencia de estas especies químicas en la calidad del agua. La geología de la zona de Esparza está compuesta por el miembro Paires (tobas y conglomerados morados y rosados) de la formación Punta Carballo y por la facies río Paires – río Esparza del miembro Roca Carballo (una secuencia de areniscas, lutitas y conglomerados carbonatados) de la misma formación. Esta zona se caracteriza por tener pequeñas microcuencas. Existe un control estructural en las capas de estos miembros formando un pliegue anticlinal y sinclinal. Existe un acuífero de fracturado compuesto por las rocas sedimentarias consolidadas de estos miembros. La geología de la zona de Uvita -Ceiba está compuesta por las formaciones Esparta (Nivel 1), Tiribí - Orotina, Tivives, grupo Aguacate y Punta Carballo. Se describen informalmente capas de paleoaluviones y areniscas negras. Esta zona se ubica en una cuña entre dos fallas con rumbo SW-NE con movimiento relativo vertical. El acuífero se clasifica fracturado de muy bajo potencial, los pozos captan, especialmente, las aguas de las formaciones Tivives, Aguacate y Punta Carballo. En la zona de Coyolar están presentes las formaciones Esparta Nivel 1, Tivives y una capa de paleoaluvión. En la base de la secuencia se presenta la formación Aguacate y una capa de areniscas negras y grises alteradas. En esta zona se infiere el trazo de fallas de componente de rumbo dextral con una orientación sur-norte con base a información escrita de Montero (2020). El acuífero es de doble porosidad, los pozos captan principalmente la capa porosa de paleoaluvión y las rocas fracturadas volcánicas de las formaciones Tivives y Aguacate. El acuífero se comporta como libre cuando capta la capa de paleoaluvión sin mayor cobertura de las formaciones superiores o como un acuífero confinado en caso que se capte el paleoaluvión con cobertura o de que se capte la formación Tivives y las lavas del grupo Aguacate generalmente presentes a mayor profundidad. Las aguas en las tres zonas de estudio se clasifican como bicarbonatadas cálcicas, con la tendencia siguiente para los iones mayores: Ca2+ > Na++K+ > Mg2+ y HCO3- > SO42- > Cl-. Estas aguas presentan pozos con concentraciones superiores al V.M.A de hierro, mientras que para el manganeso solo el pozo Salas en Uvita y el pozo La Plaza tienen concentraciones superiores al valor alerta. Se cuantificaron los elementos presentes en muestras de rocas seleccionadas de perforaciones de las formaciones geológicas que forman los acuíferos de estudio. Mediante ensayos de ICP-MS se determinó que el hierro es el elemento más abundante en todos los tipos de roca. A partir de los análisis de extracción secuencial y de difractometría de rayos x se concluyó que las formas de hierro en oxihidróxidos de hierro poco cristalino son las que están presentes mayoritariamente en estas rocas su origen se asocia a procesos diagenéticos en minerales como augita y hornblenda, tambien se puede presentar aporte de hierro por parte de la pirita, carbonatos de hierro y óxidos cristalinos. La reducción de óxidos de hierro poco cristalinos se infiere como el mecanismo de generación de altas concentraciones de hierro en el acuífero en la zona de Esparza. En el acuífero de Uvita-Ceiba se interpreta que la oxidación de pirita el mecanismo que genera el hierro disuelto. En el acuífero de la zona de Coyolar la reducción de oxihidróxidos poco cristalinos es el mecanismo que genera las altas concentraciones de hierro en el agua.